ВЕСЫ Российский патент 1998 года по МПК G01G5/04 G01G5/00 

Изобретение относится к измерительным средствам и может быть использовано в конструкциях малогабаритных циферблатных весов общего назначения.

Аналогом изобретения могут служить гидравлические весы с редуцированием силы тяжести взвешиваемого груза.

В качестве прототипа выбраны весы по авт. св. СССР N 1656334 A1, G 01 G 5/04, 1988, содержащие мембранные гидроопоры для установки грузоприемной платформы, мультипликатор для подачи жидкости в гидроопоры, выполненный в виде двух цилиндров (гидравлического и пневматического), в которых размещены соответственно мембрана и поршень, жестко соединенные между собой штоком. Взвешивание осуществляется путем измерения манометром давления в гидросистеме, после того как результирующее усилие от воздействия сжатого воздуха на поршень сравняется с редуцированным в гидросистеме весом груза с грузоприемной платформой и последняя поднимается на гидроопорах до определенного положения, при котором пневмораспределители поддерживают фиксированное давление в пневмоцилиндре.

Недостатками таких весов являются:
сила тяжести взвешиваемого груза уравновешивается с помощью достаточно сложной пневмосистемы, использующей посторонний источник энергии (сжатый воздух);
показания получают косвенным методом: путем измерения давления в гидросистеме с использованием дополнительного средства измерения - манометра.

Цель изобретения - упрощение конструкции, уменьшение габаритов и массы, а также повышение точности весов за счет применения в качестве гидроредуктора силы тяжести взвешиваемого груза двух гидравлически связанных между собой упругих чувствительных элементов (УЧЭ), отношение эффективных площадей которых определяет коэффициент редукции, а в качестве компенсатора редуцированной силы тяжести - квадратных механизмов, предлагаемая конструкция которых позволяет устранить нелинейность шкалы, а крепление их осей, оси трибки с указательной стрелкой и циферблата на подвижном штоке дает возможность производить измерения после возвращения УЧЭ в исходное состояние, чем исключается влияние сил упругой деформации УЧЭ на показания весов.

Заявляемое изобретение поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема весов.

К корпусу 1 своими нижними площадками крепятся УЧЭ (сильфоны) 2 и 3, заполненные жидкостью и связанные каналом 4. На верхнюю площадку сильфона 2 своим дном опирается цилиндрический кожух 5 с грузовым крюком 6. К верхней площадке сильфона 3 крепится вилка 7 из зубчатых реек, входящих в зацепление с шестернями 8, оси которых, а также ось трибки 9 с указательной стрелкой 10 и циферблат 11 удерживают горизонтальный мостик 12, несущей опорой которого является подпружиненный шток 13. Шестерня 8 является грузоприемным плечом квадранта. Его уравновешивающее плечо представляет собой рычаг 14, на конце которого установлена ось маятника 15 с овальной шестерней 16, входящей в зацепление с неподвижной овальной шестерней 17, закрепленной на мостике соосно с шестерней 8. На корпусе 1 имеется метка 18, соответствующая ненагруженному состоянию сильфонов, а на вилке 7 - указатель положения 19.

Весы работают следующим образом.

Под действием силы тяжести взвешиваемого груза сжимается сильфон 2 и наполняющая его жидкость по каналу 4 перетекает в сильфон 3, вызывая его расширение. При этом вилка 7 из зубчатых реек перемещается вверх, вынуждая поворачиваться шестерни 8 и закрепленный на их оси рычаг 14. Овальная шестерня 16 перекатывается по неподвижной овальной шестерне 17 и сообщает дополнительное движение маятнику 15 относительно рычага 14. Закон этого движения определяется геометрическими параметрами овальных шестерен, которые выбираются из условия наибольшей линеаризации шкалы весов. Движение продолжается до тех пор, пока рычаг 14 и маятник 15 не займут положение, при котором квадранты уравновесят редуцированную силу тяжести взвешиваемого груза. Для исключения влияния на показания весов сил упругой деформации сильфонов оператор возвращает гидроредуктор в исходное состояние, опуская шток 13 до совпадения указателя 19 на вилке с меткой 18 на корпусе 1. Квадранты при этом дополнительно повернутся на угол, соответствующий величине исчезнувших вместе с деформацией сильфонов сил упругости.

После снятия показаний под действием пружины шток возвращается вверх до упора, а квадранты поворачиваются в исходное состояние. Чувствительность весов будет тем больше, чем меньше будет жесткость сильфонов при малой деформации, когда становится визуально различимым отклонение указателя положения 19 от метки 18.

Весы могут быть использованы в конструкциях малогабаритных циферблатных весов общего назначения. Упрощение конструкции, уменьшение габаритов и массы, а также повышение точности весов достигается за счет применения в качестве гидроредуктора силы тяжести взвешиваемого груза двух гидравлически связанных между собой упругих чувствительных элементов (сильфонов) 2, 3, отношение эффективных площадей которых определяет коэффициент редукции, а в качестве компенсатора редуцированной силы тяжести-квадрантных механизмов, предлагаемая конструкция которых позволяет устранить нелинейность шкалы, а крепление их осей, оси трубки 9 с указательной стрелкой 10 и циферблата 11 на подвижном штоке 13 дает возможность производить измерения после возвращения сильфонов 2, 3 в исходное состояние, чем исключается влияние сил упругой деформации на показания весов. Грузоприемным плечом квадрантов является шестерня 8, входящая в зацепление с передаточной рейкой и жестко связанная с уравновешивающим рычагом 14, на конце которого установлена ось маятника 15 с овальной шестерней 16, перекатывающейся по неподвижной овальной шестерне 17, закрепленной на несущем мостике 12. Закон движения маятника 15 определяется геометрическими параметрами овальных шестерен 16, 17, которые выбираются из условия наибольшей линеаризации шкалы весов. Чувствительность весов определяется жесткостью сильфонов 2, 3 при малых деформациях, когда становится визуально различимым смещение указателя положения от метки на корпусе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Весы, содержащие корпус, гидроредуктор силы тяжести взвешиваемого груза, компенсатор редуцированной силы тяжести и циферблат, отличающиеся тем, что в них введены установленный подвижно относительно корпуса подпружиненный шток с несущим мостиком и трибка с указательной стрелкой, гидроредуктор силы тяжести взвешиваемого груза выполнен в виде двух гидравлически связанных между собой упругих чувствительных элементов, один из которых имеет большую эффективную площадь и выполнен с возможностью восприятия нагрузки от взвешиваемого груза, компенсатор редуцированной силы тяжести выполнен в виде квадрантных механизмов, причем другой упругий чувствительный элемент механически связан с грузоприемным плечом квадрантов квадрантных механизмов, оси которых, а также ось трибки и циферблат установлены на несущем мостике, закрепленном на подпружиненном штоке. 2. Весы по п.1, отличающиеся тем, что грузоприемное плечо квадранта выполнено в виде шестерни, входящей в зацепление с передаточной зубчатой рейкой и жестко связанной с рычагом уравновешивающего плеча, на конце которого установлена ось маятника с овальной шестерней, входящей в зацепление с неподвижной овальной шестерней, закрепленной на несущем мостике.